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Druckgießmaschine: Auswahl, Verfahren und Hersteller im Überblick
Eine Druckgießmaschine fertigt im Druckgussverfahren Bauteile, indem flüssige Schmelze unter hohem Druck in eine Dauerform gedrückt wird. Dieser Ratgeber erklärt, worauf es bei der Auswahl ankommt, wie sich Warm- und Kaltkammer-Verfahren unterscheiden und welche Hersteller am Markt aktiv sind.
Was ist eine Druckgießmaschine?
Druckgießmaschinen sind Maschinen, mit denen im Druckgussverfahren Produkte oder deren Vorstufen gefertigt werden. Dabei wird die flüssige Schmelze unter hohem Druck (ca. 10 bis 200 MPa) und mit hoher Formfüllgeschwindigkeit (bis 12 m/s) in eine Druckgussform gedrückt, in der sie erstarrt. Die Besonderheit ist, dass mit einer Dauerform gearbeitet wird, also ohne Modell. Die Formherstellung ist bei einer Serie nur einmal nötig, der Aufwand für die einzelnen Druckgusswerkzeuge ist jedoch entsprechend hoch.
Die richtige Druckgießmaschine auswählen
Bei der Wahl der passenden Druckgießmaschine sollten Sie vor allem auf das zu verarbeitende Material, das benötigte Druckgießverfahren und die erforderliche Zuhaltekraft achten. Je nach Anforderung kommen unterschiedliche Maschinenmodelle und damit auch unterschiedliche Hersteller infrage.
Das Material
Mit einer Druckgießmaschine lassen sich verschiedene Materialien verarbeiten, die jeweils eigene Ansprüche stellen. Die Maschine muss genau auf das verwendete Material abgestimmt sein. Häufig kommen folgende Werkstoffe zum Einsatz:
- Aluminium (Aluminiumdruckguss)
- Zink (Zinkdruckguss)
- Magnesium (Magnesiumdruckguss)
- Siliziumtombak
Das Verfahren
Grundsätzlich wird zwischen Warm- und Kaltkammer-Verfahren unterschieden. Nicht jeder Hersteller bietet Maschinen für beide Verfahren an. Deshalb ist es wichtig zu wissen, welches Verfahren bei Ihnen genutzt werden soll.
Die Zuhaltekraft
Jede Maschine hat eine andere maximale Zuhaltekraft, die sich auch je nach Verfahren unterscheidet:
- Beim Warmkammer-Verfahren liegt die Zuhaltekraft meist zwischen 5 und 800 t.
- Beim Kaltkammer-Verfahren liegt sie zwischen 125 und 4100 t.
Die Druckgießverfahren
Man unterscheidet im Wesentlichen zwischen zwei Bauarten von Druckgießmaschinen: solchen mit kalter und solchen mit warmer Befüllungskammer. Daraus ergeben sich das Warmkammer- und das Kaltkammer-Verfahren.
Das Warmkammer-Verfahren
Beim Warmkammer-Verfahren bilden die Druckgießmaschine und der Warmhalteofen eine Einheit. Verbunden werden sie durch die sogenannte Gießeinheit (Gießbehälter), in der sich auch die Schmelze beziehungsweise das Material befindet. In der Gießeinheit wird die Schmelze vor der Verarbeitung in der Druckgießmaschine warmgehalten.
Dieses Verfahren ist in der Industrie voll automatisierbar und ermöglicht dadurch schnelle Taktzeiten von drei bis vier Sekunden, abhängig von der Maschinengröße. Das flüssige Metall (Zink-, Zinn- und Magnesiumlegierungen) wird durch den sich aufwärts bewegenden Presskolben eingesaugt. Bei der abwärts gerichteten Bewegung wird die Einlassöffnung verschlossen und das flüssige Metall in die Druckgießform gedrückt.
Das Gefüge des Gussteils wird durch das Warmkammer-Verfahren sehr feinkörnig und teilweise sehr dicht. Ein Vergießen von Werkstoffen auf Aluminium- oder Kupferbasis ist mit diesem Verfahren nicht möglich. Die Zuhaltekraft für Warmkammer-Druckgießmaschinen liegt zwischen 5 und 800 t.
Das Kaltkammer-Verfahren
Beim Kaltkammer-Verfahren sind der Ofen zur Materialvorbereitung und die eigentliche Druckgießmaschine immer getrennt und nicht miteinander verbunden. Die für den Spritzvorgang erforderliche Menge an Material (Schmelze) wird manuell oder automatisch in die Befüllkammer der Kaltkammer-Druckgießmaschine dosiert.
Durch eine horizontale oder vertikale Anordnung werden Maschinen mit Kaltkammer-Verfahren zusätzlich unterschieden. Die Zuhaltekraft für Kaltkammer-Druckgießmaschinen liegt zwischen 125 und 4100 t.
Fachbegriffe rund um das Druckgießen
Zuhaltekraft
Kraft, mit der die beiden Werkzeughälften während des Gießvorgangs geschlossen gehalten werden. Sie unterscheidet sich je nach Maschine und Verfahren und ist ein zentrales Auswahlkriterium.
Dauerform
Wiederverwendbare Form (Druckgusswerkzeug), die ohne Modell auskommt. Die Formherstellung ist bei einer Serie nur einmal notwendig, der Werkzeugaufwand ist jedoch vergleichsweise hoch.
Gießeinheit
Auch Gießbehälter genannt: Beim Warmkammer-Verfahren verbindet sie Druckgießmaschine und Warmhalteofen und hält die Schmelze vor der Verarbeitung warm.
Formfüllgeschwindigkeit
Geschwindigkeit, mit der die Schmelze in die Form gedrückt wird. Im Druckguss erreicht sie bis zu 12 m/s.
Hersteller und Anbieter von Druckgießmaschinen
Eine Auswahl von Anbietern im deutschsprachigen Raum (ohne Wertung):
- Hadi Maschinenbau Gesellschaft m.b.H., Amstetten (AT)
- Simpson Technologies GmbH, Baar (CH)
- G + F Strate GmbH, Hannover (DE)
- DORST Technologies GmbH & Co. KG, Kochel (DE)
- Druckguss Service Deutschland GmbH, Lübeck (DE)
- FAservice Industrievertretung Frank Albrecht, Freiensteinau (DE)
- Mammut Werkzeugmaschinenfabrik GmbH, Langenzenn (DE)
- G-S-D Maschinenbau GmbH & Co. KG, Görlitz (DE)
- GEKA Maschinenhandel GmbH & Co. KG, Barsbüttel (DE)
Hinweis: Die Anbieterliste dient der Orientierung und erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Angaben ohne Gewähr.
Häufige Fragen
Worauf kommt es bei der Auswahl einer Druckgießmaschine an?
Entscheidend sind das zu verarbeitende Material, das benötigte Druckgießverfahren und die erforderliche Zuhaltekraft. Die Maschine muss genau auf den Werkstoff abgestimmt sein, etwa Aluminium, Zink, Magnesium oder Siliziumtombak. Da nicht jeder Hersteller beide Verfahren anbietet, sollte vorab feststehen, ob Warm- oder Kaltkammer-Verfahren genutzt wird. Danach richten sich die infrage kommenden Maschinenmodelle.
Wie unterscheiden sich Warmkammer- und Kaltkammer-Verfahren?
Beim Warmkammer-Verfahren bilden Maschine und Warmhalteofen über die Gießeinheit eine Einheit, die Schmelze wird warmgehalten und durch einen Presskolben in die Form gedrückt. Beim Kaltkammer-Verfahren sind Ofen und Maschine getrennt, das Material wird manuell oder automatisch in die Befüllkammer dosiert. Aluminium- oder Kupferbasis-Werkstoffe lassen sich im Warmkammer-Verfahren nicht vergießen.
Welche Zuhaltekräfte sind bei Druckgießmaschinen üblich?
Die Zuhaltekraft hängt vom Verfahren ab. Beim Warmkammer-Verfahren liegt sie meist zwischen 5 und 800 Tonnen, beim Kaltkammer-Verfahren zwischen 125 und 4100 Tonnen. Sie beschreibt die Kraft, mit der die beiden Werkzeughälften während des Gießvorgangs geschlossen gehalten werden, und gilt als zentrales Auswahlkriterium beim Vergleich verschiedener Maschinen.
Welche Materialien lassen sich mit einer Druckgießmaschine verarbeiten?
Häufig verarbeitete Werkstoffe sind Aluminium, Zink, Magnesium und Siliziumtombak. Jedes Material stellt eigene Ansprüche, weshalb die Maschine darauf abgestimmt sein muss. Das Warmkammer-Verfahren eignet sich für Zink-, Zinn- und Magnesiumlegierungen, während Werkstoffe auf Aluminium- oder Kupferbasis damit nicht vergossen werden können und das Kaltkammer-Verfahren erfordern.
Wofür eignet sich das Warmkammer-Verfahren in der Serienfertigung?
Das Warmkammer-Verfahren ist in der Industrie voll automatisierbar und erreicht abhängig von der Maschinengröße schnelle Taktzeiten von drei bis vier Sekunden. Das flüssige Metall wird durch den aufwärts bewegten Presskolben eingesaugt und beim Abwärtshub in die Form gedrückt. Das entstehende Gefüge wird sehr feinkörnig und teilweise sehr dicht, was es für hohe Stückzahlen interessant macht.
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